試論建筑外立面設計中石材幕墻的應用

前言

　　石材作為建筑建設歷程中最早進行使用的材料，其所持有的承重構(gòu)造地位逐漸被價格相對較為低廉的混凝土與鋼琴所代替，伴隨著我國建筑行業(yè)的快速深化發(fā)展，則賦予石材源源不斷的生命動力。在建筑設計人員精心的設計之下，石材美麗的巖理變化以及靈動的顏色更替，使得其高貴亮麗的質(zhì)量感覺逐漸突顯出來，這是鋼鐵、玻璃與混凝土等等現(xiàn)代化建筑材料所難以達到的藝術(shù)水準，未能企及。近些年來，我國社會經(jīng)濟深化發(fā)展，人民生活水平穩(wěn)步提升，對于生活有著更高的品質(zhì)要求，愈發(fā)重視居住環(huán)境的安全舒適以及美觀大方問題，為實現(xiàn)大都市單調(diào)景觀的優(yōu)化改善，更多的人嘗試將石材豐富巖理以及顏色特點應用在建筑外立面設計，所獲得的成效較為顯著，為城市景觀增添一抹新的色彩。

　　2 簡要介紹建筑外立面

　　2.1 含義

　　一般來說，建筑外立面主要指的是建筑跟建筑外部進行有效接觸的外界面結(jié)構(gòu)，通常狀況下，屋頂外建筑也包括在建筑外立面的范疇當中，基于某種特定情形，難以區(qū)分幾何形體造型的建筑墻體結(jié)構(gòu)跟屋頂結(jié)構(gòu)相互之間所表現(xiàn)出的比較強的連續(xù)性質(zhì)，處于特定的觀察監(jiān)督，在外立面范疇中需納入建筑屋頂，所以說，建筑屋頂結(jié)構(gòu)同樣也是建筑外立面的重要組成部分。

　　2.2 設計所需遵循的相關(guān)原則

　　時代性，在進行建筑外立面設計的時候需立足于時代特征，由先進社會時尚潮流出發(fā)，尋找相對應的設計靈感，同時，又要就當前的時尚觀點進行不斷突破與超越。就目前的情況而言，建筑外立面設計的時代特征通常是由兩個方面所表現(xiàn)出來的，即經(jīng)典時尚的建筑外立面設計與傳統(tǒng)意義上的建筑外立面設計，但是，無論所實施的建筑外立面設計有多么完美，若是其跟時代總發(fā)展趨勢相背離，則自身所具備的觀賞價值將消失殆盡。所以，建筑外立面設計所持有的時代特征是跟傳統(tǒng)以及時尚可謂是相輔相成，難以分離，有著必然聯(lián)系。

　　地域性，每個民族的建筑都有著自身大的特征特色，正可謂是將建筑的地域性充分突顯出來。在地域性設計原則中，所在地域的建筑構(gòu)建方式以及地形、地域光線等等是自然資源的重要表現(xiàn)。在實施建筑外立面裝飾設計的進程當中，需結(jié)合實際的地域特征，將各個民族所具備的顯著特色淋漓盡致地表現(xiàn)出來，讓生活工作在其中的人們找到歸屬感。

　　大眾性，該種原則要求在進行建筑外立面裝飾設計的時候不可以專門追求個性，應該在充分結(jié)合時下社會、文化以及經(jīng)濟的實際發(fā)張過程情況的基礎上展開具體設計活動，相關(guān)建筑設計人員需依照當前人們的審美觀念以及生活時間經(jīng)驗，處于大眾的角度，讓建筑的外立面設計可實現(xiàn)跟大眾的良好有效結(jié)合。如圖一：　　石材幕墻的應用，可以實現(xiàn)跟大眾的良好有效結(jié)合。

　　3 簡要介紹石材

　　簡而言之，石材主要的指的是開采天然巖體獲得石料，對其實施加工處理以后 ，經(jīng)過石材整形以后得到各種各樣條狀以及塊狀、板狀的多用途材料�；�于地質(zhì)學角度出發(fā)來說，石材能夠被劃分成為變質(zhì)巖、火成巖以及沉積巖這幾種類型。在進行建筑外立面幕墻設計施工時所選用的石材通常是火成巖，包括有石灰石以及石英砂巖、大理石等等材料。

　　石材本身具備有一定的多變性質(zhì)，擁有范圍較大的個別化學與物理性質(zhì)變化，導致這種情況出現(xiàn)的主要原因為石材構(gòu)造以及巖理、礦物也就是化學構(gòu)成之間所存雜的情況造成的。在選擇石材作為建筑外立面幕墻設計的時候需要注意幾個方面，石材的吸水率需保持較低水平，因為吸水率越大則會導致石材體積愈發(fā)膨脹，再加之石材對空氣中所含有的鹽分以及可溶性成分的吸收，導致其容易被侵蝕，使得石材所應有的強度大大減弱；選擇的石材需具備有 較低孔隙率以及較小孔徑，這主要是因為若是石材有著較大的孔隙率，則會導致其吸水率的增大，使得石材更易受到風化影響而造成自身強度的降低；質(zhì)量較重的石材雖然有著較大的抗壓強度，可是會造成自身結(jié)構(gòu)體實際載重的不斷增加，降低地震抵抗力；在進行具備有一定方向性層理石材選擇的時候，譬如說頁巖與板巖，特別應該注意這些石材不同方向上所具有的結(jié)構(gòu)強度。

　　4 建筑外立面設計中大的石材幕墻應用

　　4.1 具體的應用范圍

　　《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》( JGJ 133—2001) 規(guī)定該規(guī)范適合的工程:（1）建筑高度不大于150m 的民用建筑金屬幕墻。（2）建筑高度不大于100 m、設防烈度不大于8 度的民用建筑石材幕墻工程。在國外，有很多成功的建筑外立面石材幕墻應用案例。

　　4.2 石材幕墻的具體組成

　　較為正規(guī)化的石材幕墻一般是由橫梁以及立柱、面板所組合而成的，則擁有框幕墻，石板邊框則是由立柱跟橫梁組合而成的，橫梁能夠在立柱結(jié)構(gòu)上進行連接，而立柱則是運用螺栓跟角碼被連接在預埋件上的，有著較強的三方調(diào)整能力。

　　通常而言，石板外裝修有兩種裝修方式，第一種則是是濕貼法，即在建筑主體結(jié)構(gòu)墻面上使用砂漿或者是膠將石材貼于其上；第二種則是干掛法，即在建筑主體結(jié)構(gòu)墻上直接使用螺栓進行石材固定。石材石板跟建筑主體結(jié)構(gòu)之間不能夠形成相對位移，在建筑建構(gòu)外表面上其可被直接進行有效固定。他們不擁有幕墻必有的特征，一般來說，幕墻本身該是一套完整獨立的結(jié)構(gòu)性系統(tǒng)，幕墻在建筑主體結(jié)構(gòu)上是進行懸掛的，同時能夠跟建筑主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生相應的位移情況。

　　常規(guī)上的支撐龍骨價格約為每平方米300到400元，石材的具體價格跟選擇那種石材是息息相關(guān)的，通常將大概的顏色跟價格確定下來以后，便可讓石材供應商進行石材樣品的有效提供。

　　4.3 建筑外立面裝飾石材幕墻的合理設計

　　選擇加工石材面板，要求與規(guī)定——通常使用的天然石材實際壁厚度是25毫米跟30毫米，面板尺寸的最大值為要求為單塊石材面積需小于等于1.5平方米；為充分符合相應的等強度計算需求，需使得火燒石板的厚度相較于拋光石板的實際厚度來說多出3毫米；通常選擇使用火成巖也就是花崗巖作為主要的石材幕墻材料，這在上一部分中提到過，在此需要注意的是石材吸水率需控制在小于百分之零點八的范圍內(nèi)，在進行一般石材加工處理的過程當中，需采取有效的防護措施；在建筑外立面設計中，相關(guān)法定檢測機構(gòu)需針對所選用的花崗石板材的實際玩去強度實施有效檢測與確定，確保其彎曲強度大于等于8.0MPa；用于建筑外立面裝飾設計的石材幕墻材料應該保證不存在有較為明顯的色差情況，且沒有裂縫跟暗傷。

　　材料選擇——花崗石以及砂巖、大理石等等均可以被用作石材幕墻，建筑外立面幕墻則通常選用花崗石。在處理加工石材表面的時候通常是由所處的環(huán)境以及具體的石材用途所決定的。針對毛面石材，荔枝面則是采用人工鑿毛跟點狀紋理的方法，線形紋理則是用于斬毛面，對于火燒板來說，則是采用的在進行加熱以后實施水冷措施，表面爆毛；針對光面石材來說，在切割完成石材之后，需做好相應的磨光處理措施，若是需要更高的鏡面度則會產(chǎn)生更高的加工費用，在進行不同鏡面度石材選擇時候需結(jié)合相應的設計需求，通常選擇使用85度的鏡面石材。

　　除此之外，在切割曲面石材的時候是會帶著一定的弧度的，易造成較大的石材損耗情況，產(chǎn)生相對較高的費用。同時，需針對石材表面實施防護處理，這主要是因為外掛石材本身具備有一定的孔隙率，當水份滲如以后易導致風化情況的產(chǎn)生，所以建議實施有效六面防護。

　　4.4 進行分割縫的合理設計

　　建筑外立面幕墻所運用石材有著密封式跟開放式兩種拼縫形式，具體來說，開放式主要指的是在石材之間留有一定縫隙，卻不實施打膠措施，需做好相應的防水保護措，同時進行排水出口的合理設計，且該設計應符合具體的要求規(guī)定。根據(jù)相關(guān)設計需求，針對建筑外立面幕墻石材的局部位置可運用密縫拼接，將專用密封膠涂抹于相鄰兩塊石材的側(cè)面位置，保證其緊密地進行粘結(jié)。石材板材間的縫隙需控制在8毫米到16毫米的范圍之間，在密封縫隙的時候需使用品牌相同的硅酮耐候密封膠以及硅酮結(jié)構(gòu)密封膠進行配套使用。

　　針對建筑外立面幕墻石材轉(zhuǎn)角位置實施處理的時候通常有四十五度倒角拼接與四十五度密封拼接、垂直拼接這幾種做法。如圖二：

　　石材轉(zhuǎn)角處做法

　　進行石板跟骨架連接，在連接石板跟骨架的時候所選用的方式包括有短槽式、結(jié)構(gòu)裝配式、鋼孝式、通槽式、背栓式等等方面。石板主要是在立柱跟橫梁上實現(xiàn)支承的，鋼型材與鋁合金型材是兩種主要的立柱和橫梁材料。

　　石材幕墻安裝，為獲取較為良好的建筑外立面整體性效果，需進行板材的精細加工，認真實施板材挑選，實現(xiàn)材料色差的有效減少；依照具體的設計要求實施鉆孔措施以及有效定位，運用一個螺栓的時候，從螺孔中心位置帶面板的實際距離不宜超過300毫米；若是運用兩個螺栓則螺孔中心距板端的實際距離不宜超過400毫米，距離兩邊的距離不能超過300毫米。

　　在安裝板材之前，需依據(jù)結(jié)構(gòu)軸線進行結(jié)構(gòu)外表面跟干掛石材以外露面間尺寸的合理核定，在建筑物大角處位置實施上下生根金屬絲垂線合理設置。

　　在進行板材水平龍骨水平線正確性驗證的時候可采用室內(nèi)的50厘米線，旨在針對擬裝的板縫所具備的水平程度實施有效控制。經(jīng)過垂線跟水平線構(gòu)成的標準平面實施結(jié)構(gòu)垂直平面測定的時候，在進行龍骨安裝與修補結(jié)構(gòu)的時候可提供相關(guān)可靠依據(jù)。

　　在安裝石材板塊的時候，應嚴格遵循從上到下的順序，在橫框上安裝預制完成的石材板，針對固定螺絲的高度與作用立邊實施合理調(diào)整，充分滿足實際的縫寬需求。

　　建筑外立面石材幕墻后面橫框跟不銹鋼掛件之間的縫隙距離不能夠小于5毫米。由于石材自身誤差所導致的石材縫隙不均勻情況，譬如說對角線等等，在完成角磨機安裝處理之后，確保一致的縫隙。然后針對石材幕墻的表面采用專用清潔劑實施清洗，并進行合理的交付驗收。

　　質(zhì)量控制，安裝門、窗框——按土建給出的水平位置, 中心位置、進出位置調(diào)整好后, 并調(diào)整好窗框的垂直、水平, 然后緊固后再復測; 復測合格后, 進行錨固, 錨固后填縫處理, 填縫后再復檢; 安裝鋁門、窗框時, 一定要按設計圖紙放固定鐵碼, 并錨固好。安裝時要注意保護鋁框, 不要損壞保護膠及防腐處理面。

　　安裝玻璃——安裝前, 先檢查鋁框是否有損壞, 玻璃是否有被腐蝕、起彩、尺寸是否符合設計要求。不合格或超標準則不能安裝; 安裝玻璃時, 每塊玻璃下部設二塊彈性定位墊塊;玻璃嵌入鋁型材深度按規(guī)范要求。

　　玻璃鑲嵌膠條——安裝膠條前, 檢查膠條是否用力一拉便斷沒有彈性的產(chǎn)品, 若是要更換; 膠條不應在框中間交接, 應在框角交接; 壓平膠條時不能用硬、鋒利物壓, 要圓滑不會刺破膠條物件壓; 窗框四個角膠條連接處用密封玻璃膠填滿縫。

　　養(yǎng)護石材幕墻，在養(yǎng)護建筑外立面石材幕墻的時候，不能夠使用水進行直接沖洗，不能夠使其跟非中性物品接觸，不可以亂用非中性的清潔劑，定期進行防護處理措施。為實現(xiàn)石材壽命的有效延長，將污染源以及水份對其的滲透嚴格阻隔開來，結(jié)合實際的石材種類情況以及所選擇的不同品質(zhì)的防護劑，建議1到3年內(nèi)實施1到2次有效處理。特別需要注意的是石材防護劑的品質(zhì)，在養(yǎng)護完石材幕墻以后，需維持石材的防污性以及透水性、防水性。堅決不能使用來路不清的防護劑，否則難以獲得良好的防護效果，導致石材保養(yǎng)困擾的出現(xiàn)。

　　5 新型的石材材料

　　5.1 人工加強超薄花崗巖

　　這種材料的實際厚度約為10到12毫米，在材料的背面位置通常是以玻璃纖維加強樹脂進行強化的，其質(zhì)量相對較輕一些，不容易發(fā)生破碎情況，同時具備有下述優(yōu)勢特征，第一，損耗基本是零，不易發(fā)生損壞，具有較高強度；第二，質(zhì)量相對較輕一些，在進行使用的時候跟鋁板與玻璃的使用方法較為相似，安裝的時候較為便捷；第三；擁有良好的質(zhì)量感覺，其單面的復合度顯著增強，另一面則仍然是天然花崗巖；第四，所運用的石材幕墻安裝結(jié)構(gòu)較為先進，其質(zhì)量能夠的到有效保證，在進行更換的時候甚是方便；第五，相較于普通的花崗巖來說，該種材料大的工程造價相對較低一些，其外觀跟石板的基本一致，建筑外立面幕墻中時能夠獲取良好的效果。其最大的板材尺寸是1.5m*3m，此時需增加實際的錨栓個數(shù)。火燒面或者是磨光面為該種材料的表面。

　　5.2 鋁蜂窩花崗巖板

　　該種新型石材通常是由三毫米到五毫米蜂窩鋁以及花崗巖薄片膠合形成的，其厚度普遍是三十毫米，跟天然的石板石材甚為相似，同時其性能有著較大提高。

　　5.3 微晶玻璃

　　微晶石材又可以被稱作是微晶玻璃，一般來說，其主要是將玻璃珠融熔以后再經(jīng)過燒結(jié)之后形成的板材，雖然其外觀看起來像是板材，其內(nèi)部成為實則是玻璃，微晶板材具備有玻璃的強度與硬度，其耐腐蝕性能相對較高，相較于天然花崗巖來說，該種材料的各項性能均較為優(yōu)越。

　　5.4 陶瓷板

　　該種板材是一種經(jīng)過人工進行燒制的幕墻材料，同時又可以被稱作是瓷質(zhì)花崗巖跟瓷質(zhì)大理石。陶瓷板有著較高強度，其質(zhì)地既緊密又均勻，所具備的化學相對穩(wěn)定。其的實際應用優(yōu)勢在于不存在較大誤差，色澤相對均勻，吸水率不高于百分之零點五，其抗折強度約為38到55MPa，相較于當下我國國產(chǎn)的石材而言，陶瓷板的造價比較低些。

　　6 結(jié)語

　　綜上可以知道，建筑外立面裝飾將建筑設計以及藝術(shù)美學、環(huán)境等等多方專業(yè)知識集于一身，學科綜合性較強，所進行的設計能夠起到進行城市環(huán)改善的作用，實現(xiàn)人們生活環(huán)境的優(yōu)化改善。石材幕墻自身具有既典雅又高貴大方的特征優(yōu)勢，其應用范圍愈發(fā)廣泛。由此可以看出，隨著相關(guān)設計理念的更新與提升，建筑外立面石材幕墻質(zhì)量穩(wěn)步提高，得以深化發(fā)展。近年來，伴隨著我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展，采用石材進行外部裝飾已然成為當下時尚潮流，我國廣泛運用石材幕墻，其成效相對較為顯著。我國石材幕墻的總量常居于世界第一的首要位置，約占到全球石材幕墻總開工量的百分之六十五左右，為我國建筑行業(yè)領(lǐng)域增添更多的活力。